correction 3è – semaine 4 – référentiel et vitesse

Dans le référentiel du sol (celui qui nous est habituel), la gare et donc les soldats allemands qui sont dessus sont en mouvement, alors que le voyageur et les arbres ne bougent pas.

Dans le référentiel de la gare, la perception du mouvement est différente.
Ceux qui bougent sont les arbres et le voyageur dans le train alors que les soldats sont immobiles (on ne tient pas compte ici des quelques pas qu’ils font dans la gare).

Beaucoup ont bien identifié le moment où l’on comprend que la gare se déplace dans le référentiel du sol : le moment où l’on voit les arbres, qui, dans notre monde, n’ont pas pour habitude de se déplacer…Cela nous choque et donc nous fait comprendre que l’objet en mouvement n’est pas le train avec le voyageur.
La personne qui court pour rattraper la gare ne fait que renforcer l’idée.

Au cinéma, on utilise souvent la technique du décor qui défile sur un écran pour simuler le mouvement d’un véhicule. Dans les vieux films, les conducteurs en oubliaient souvent de regarder la route autant qu’ils le feraient s’ils étaient vraiment en train de conduire…
Dans cet extrait de 0SS117, le dialogue entre les 2 personnages a clairement été filmé en studio et la voiture ne bouge pas réellement!

Cette vidéo montre que le mouvement dépend du référentiel choisi car dans la première partie, notre cerveau se place dans le référentiel de la gare immobile (dans notre vie quotidienne, une gare est immobile) et dans ce référentiel, le train démarre.
Dans la deuxième partie, notre cerveau se place dans le référentiel « habituel » du sol et comprend que c’est la gare qui bouge et que le train est immobile.
La façon dont on perçoit le mouvement des différents objets de la vidéo dépend donc de l’endroit qui nous sert de référence.

Ainsi, assis sur un fauteuil ne signifie pas que nous sommes réellement immobiles : cela dépend du référentiel –> immobile dans le référentiel de la chaise, mais mobile si ce fauteuil est dans un avion en marche…

Les vidéos n’étaient pas de très bonnes qualités et n’ont pas toujours été bien exploitée, entraînant beaucoup d’erreurs.
Je reprends, pour expliquer, la réponse d’un élève qui a bien étudié les vidéos et a donné les bonnes observations permettant de trouver les réponses.

Vidéo 1 : la voiture arrive vite et elle ralentie –> DONC la vitesse qui était élevée au début a diminué peu à peu = le mouvement est ralenti.

Vidéo 2 : la voiture arrive lentement et ensuite accélère –> DONC la vitesse augmente entre le début et la fin de la vidéo = le mouvement est accéléré

Vidéo 3 : la voiture passe au « ralenti » mais sa vitesse ne change pas = le mouvement est uniforme

Dans un mouvement uniforme, la vitesse ne change pas donc les distances parcourues par la voiture pour une même durée (donc entre chaque photo) doit être identique.

Dans un mouvement ralenti, la vitesse diminue donc la voiture parcourt de moins en moins de distance chaque seconde : les distances parcourues par la voiture entre chaque photo doit être de plus en plus petite.

Pour créer l’illusion d’un mouvement accéléré lors de la prise des photos, il suffit que la distance parcourue par la voiture entre chaque photo soit de plus en plus grande.

remarque : il y a eu d’autres réponses…Et pas toutes correctes!

– Prendre des photos de plus en plus petites ou de plus en plus grandes ne permet pas d’accélérer le mouvement mais donne simplement l’impression de s’éloigner ou de s’approcher de la voiture…

– Dire que l’on ne prend pas les photos au même moment est trop vague! Bien sûr qu’on ne les prend pas au même moment, mais l’une après l’autre…???…

– Avoir un mode accéléré ne permet pas d’obtenir un mouvement accéléré au point de vue de la physique (c’est-à-dire que l’objet va de plus en plus vite) mais simplement un mouvement qui est plus rapide que dans la vidéo « normale » : par exemple, La Nasa a filmé le mouvement de la Lune en accéléré (cela durerait 5h en vrai) mais celui-ci reste uniforme (la Lune va toujours à la même vitesse) d’un point de vue physique (cliquer ici pour voir la vidéo)

– Une idée intéressante était de modifier le temps entre chaque photo et de diminuer ce temps en gardant la même distance (donc la voiture met de moins en moins de temps pour parcourir la même distance) Théoriquement juste mais pas adapté au logiciel de montage que j’ai utilisé.

La meilleur réponse est :
On sait que la voiture au bout de 0,3 seconde a parcouru 10m et qu’au bout de 0,9s elle en a parcouru 30. Alors la voiture parcoure 10m toute les 0,3s.
Dans la relation v=d/t, on sait donc que d=10m et que t=0,3s donc v =10/0,3s = 33m/s

Beaucoup d’erreurs de calculs ou de choix des valeurs :

• – 10 divisé par 0,3 n’est pas égal à 3.
• – AAAaarrghhh! Les erreurs d’unités –> vitesse = 33 secondes! Vitesse = 30 mètres! UNE VITESSE est en mètre par seconde
• – 10 m en 0.6 secondes ?? 60 m en 7 secondes ?

Beaucoup d’erreurs dans les conversions, notamment à cause des conversions de temps :
0,3 seconde n’est pas égal à 0,003h ATTENTION! Il faut se rappeler que 1h = 3600 secondes

La voiture va à 33,3 m/s, c’est à dire qu’elle parcourt 33,3 mètre en 1 seconde.
1 heure = 3600 s donc en 1heure, elle va parcourir une distance 3600 fois plus grande.
soit : 33,3 x 3600 = 119 800m
Ce qui correspond à une distance de 119,8 km : la voiture parcourt 119,8 km en 1 heure donc sa vitesse est d’environ 120 km/h.
En plus rapide :
vitesse en km/h = vitesse en m/s x 3,6
soit vitesse en km/h = 33,3 x 3,6
vitesse = 119,9 km/h

Regarder cette vidéo pour revoir la méthode pour convertir des vitesses.